книги из ГПНТБ / Полонников Д.Е. Электронные усилители автоматических компенсаторов

полнительной погрешности. Поэтому допустим сравнительно высокий уровень паразитного переменного напряжения, кото­ рый ограничивается только областью линейности усилителя.

Входное сопротивление усилителя невелико. В зависи­ мости от параметров входного трансформатора его величина

Тр

6 6

Рис. 12. Блок-схема усилителя постоянного тока.

схеме. К недостаткам схемы следует отнести отсутствие из­ бирательных свойств в усилителе напряжения, применение

мех, применение в выходном каскаде двух колб. Однако

4 0 КРАТКИЙ ОБЗОР СХЕМ УСИЛИТЕЛЕЙ [РЛ. II

включенный по двухполупериодной схеме с трансформатором.

помех. Во входном трансформаторе применена двойная система электростатической экранировки, которая устраняет помехи при разделении входных цепей. Трансформатор помещен в тройной пермаллоевый экран, ослабляющий наводки от внеш­ них магнитных полей примерно в 30 тысяч раз. Внешнее 50-периодное магнитное поле напряженностью 5 эрстед вы­ зывает наводку, приведенную ко входу, менее 1 мкв.

Благодаря высокой добротности резонансного контура, образованного конденсатором Ct и обмоткой трансформатора, входное устройство обладает высокими избирательными свой­ ствами. Схема допускает, чтобы паразитное переменное на­ пряжение на входе усилителя превышало порог чувствитель­ ности в 100 раз.

Усилитель напряжения трехкаскадный, на лампах типа 6Н2П. Благодаря применению фиксированного смещения на управляющие сетки и входному трансформатору с высоким коэффициентом трансформации, чувствительность усилителя увеличена по сравнению со схемой рис. 12 в несколько раз (порог чувствительности около 1 мкв).

Для уменьшения помех питание цепи накала производится от двухполупериодного выпрямителя (Di). Первая гармоника суммарной помехи усилителя, приведенной ко входу, не пре­

сопротивления для ограничения сеточных токов и сокращения переходного процесса после перегрузок входным сигналом.

Выбранные параметры развязывающих фильтров обеспечи­ вают устойчивость усилителя, несмотря на малую величину суммарной емкости (2 мкф) всех конденсаторов. Для обес­ печения устойчивости на низкой частоте существенную роль играет значительное снижение емкости конденсаторов связи С3, С8, СюОтрицательная обратная связь через С4, С5 по­ вышает устойчивость усилителя в области высоких частот.

Усилитель имеет габариты 125 X 120 X 92 мм3 и предна­ значен главным образом для работы в малогабаритных приборах

лителя постоянного тока, предназначенного для измерений с платиновым термометром сопротивления (см. А. I. Williams

преобразователь и входной трансформатор, а также усилителя напряжения (Л 1г Л%), усилителя мощности (У73) и источника питания (Трь Л ь D).

Усилитель напряжения и часть входного устройства от­ делены медным экраном, который служит для ослабления влияния высокочастотных и импульсных помех. Все соедине­ ния экранированной части схемы с остальными узлами произ­ водятся через проходные конденсаторы, образующие совместно с сопротивлениями (/?*, R 6, /?23, R u ) высокочастотные фильтры. Такая конструкция усилителя оказывается необходимой вследствие высокой чувствительности, близкой к уровню флюктуационных шумов.

Входное устройство усилителя обладает весьма высокими избирательными свойствами по отношению к паразитному входному сигналу как за счет применения фильтра, ослабля­ ющего переменную составляющую, так и за счет двухполупериодного преобразования. В усилителе применен вибропре­ образователь, имеющий отдельный вывод цепи возбуждения

Во втором каскаде смещение создается только сеточными

УСИЛИТЕЛЕЙ СХЕМ ОБЗОР КРАТКИЙ

§ 5 ] УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 4 3

обладает сравнительно широкой полосой пропускания (поряд­ ка 1 кгц) и, следовательно, низкими избирательными свойствами. Вследствие этого питание цепи накала оказалось необходимым производить от выпрямителя (D ) с трехзвенным фильтром (Roit Сц , /?2 1, Cia, нить накала Л ъ С5). В цепи сетки четвертого каскада поставлено большое сопротивление для ограничения сеточных токов (/?17).

Выходной каскад собран на лампе 6L6 (Л3) с питанием анодной цепи постоянным током. Питание усилителя произво­ дится от общего выпрямителя с кенотроном 6X5. Для обес­ печения устойчивости усилителя и соответствующего сниже­ ния пульсаций выпрямленного напряжения в анодных цепях применены развязывающие фильтры /?27, С17, R %с, С13, R%i, С10, Ru, Съ R ю, Сс с суммарной емкостью всех конденсаторов 2Амкф.

Усилитель имеет низкий уровень внутренних помех, лишь немного превышающих флюктуационные шумы входной цепи. Благодаря высокому коэффициенту усиления флюктуационные шумы на выходе усилителя имеют значительную величину и вызывают непрерывное хаотическое качание электродвигателя, тем самым резко уменьшая зону нечувствительности прибора, обусловленную трением подвижной системы. При этом кача­ ния двигателя достаточно малы и не вызывают заметного ко­ лебания стрелки прибора.

Чувствительность усилителя весьма высока. Дрейф нуля много меньше одного микровольта за восемь часов. Прибор позволяет чувствовать изменение сопротивления термометра на 0,001 ома.

К недостаткам рассмотренной схемы следует отнести отсутствие избирательных свойств в усилителе напряжения, что вызывает необходимость применять излишне большие емкости в развязывающих фильтрах и фильтре питания цепи накала. Кроме того, в сеточной цепи выходного каскада нет сопротивления для ограничения сеточных токов, из-за чего ухудшаются динамические свойства усилителя при пере­ грузках входным сигналом.

На рис. 15 приведена схема усилителя постоянного тока, отличающаяся двухполупериодным бестрансформаторным вход­ ным устройством. Паразитное переменное напряжение частоты преобразования поступает через контакты вибропреобразова­

УСИЛИТЕЛЕЙ СХЕМ ОБЗОР КРАТКИЙ

§ 5] УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 4 5

цепи первого каскада паразитное напряжение частоты преоб­ разования не создает первой гармоники, а следовательно, и погрешности. Работа схемы и ее свойства пояснены в § 17.

форматорного устройства. Кроме того, оно обеспечивает сравнительно высокое входное сопротивление (около 500 ком).

Четырехкаскадный усилитель напряжения собран на двух лампах типа 6Н9С. В первом каскаде применено автоматическое смещение без шунтирующего конденсатора, что необходимо для построения двухполупериодной схемы входной цепи. Сме­ щение во втором каскаде осуществляется только за счет сеточных токов. Питание цепи накала первой лампы произво­ дится от двухполупериодного выпрямителя (Du Да) без фильтра, что допустимо благодаря узкой полосе пропускания последующих каскадов. Начиная с сетки третьего каскада,

рах. Наиболее целесообразно использовать рассматриваемую схему в тех случаях, когда важно повысить входное сопро­ тивление до нескольких сот килоом и вместе с тем сохра­ нить высокие избирательные свойства. Преимущества усили­ теля особенно заметны при работе прибора в районе сильных переменных магнитных полей.

Серьезным недостатком усилителя является необходи­ мость заземления входа, т. е. отсутствие разделения вход­ ных цепей, что значительно ограничивает область его при­ менения.

На рис. 16 приведена схема усилителя, применяемого в авто­ компенсаторах фирмы «Сименс» (см. R.Heimann [43]). Все каскады усилителя построены на пентодах с автоматическим смещением. Порог чувствительности усилителя около 10 мкв. Усилитель на­

образования (100 гц) и включен в основной канал усиления. Благодаря этому вторая гармоника, возникающая вследствие

преобразования входным устройством паразитного сигнала, не пропускается на сетку второго каскада. Второй фильтр С12, Ru, Сп, включенный в цепь отрицательной обратной связи между анодом и сеткой второго каскада, ослабляет высшие гармоники.

В усилителе применено несколько необычное включение двигателя. Сетевая обмотка (W2) включается без фазосдви­ гающей емкости непосредственно в сеть. Необходимый сдвиг фазы осуществляется в управляющей обмотке (И^) с помощью С17. При таком включении не происходит подмагничивания

Рис.Пб. Схема усилителя постоянного тока фирмы «Сименс».

чить апериодический переходный процесс при большом пере­ даточном коэффициенте разомкнутой цепи, т. е. при малой зоне нечувствительности.

Остальные элементы схемы выполняют обычные функции, как и в рассмотренных выше усилителях. Питание усилителя осуществляется от двухполупериодного выпрямителя, кото­ рый на рисунке не показан.

§6. Усилители постоянного тока с высоким входным

сопротивлением

При измерениях э. д. с. источников с большим внутренним сопротивлением (например, в р/У-метрии) или малых токов (ме­ нее 10~9а) усилитель автокомпеисатора должен обладать весьма высоким входным сопротивлением: от 107 до 1012 ом. Схемы усилителей с высоким входным сопротивлением весьма разно­ образны. Однако в автокомпенсаторах наиболее существенная часть усилителя — входное устройство имеет в основном две модификации: одна — с контактным вибропреобразователем, другая — с динамическим конденсатором.

На рис. 17 показана схема малогабаритного усилителя с контактным вибропреобразователем, разработанного в Акаде­ мии наук СССР (см. [10]).

На входе усилителя применен фильтр (R ^ Cj), ослабля­ ющий паразитную переменную составляющую входного сиг­

преобразователя связан с сеткой входной лампы через фильтр С2, Ri, C-i, Ri, который пропускает сигнал частоты преобра­ зования, но сильно ослабляет медленно меняющееся напря­ жение, возникающее на /?4 под действием дрейфа сеточного тока лампы Ли препятствуя его модуляции.

В качестве входного каскада применен катодный повто­ ритель на лампе типа 6Н2П. Применение катодного повтори­ теля позволяет снизить входную емкость каскада, что повы­

стабиловольта типа СГ-1П, который подключается к отдель­ ному выпрямителю, служащему одновременно для питания измерительной схемы (на рисунке не показан). Питание от отдельного стабилизированного выпрямителя уменьшает дрейф сеточного тока входной лампы и практически устраняет по­ грешность, вызываемую этой причиной, а также повышает